ภาพพิมพ์หิน หลังจากระเบิดปรมาณูลูกแรกของประเทศผมประสบความสำเร็จในศตวรรษที่แล้ว มีเพียง 2 ประเทศในโลกเท่านั้นที่เชี่ยวชาญเทคโนโลยีนี้ โลกตกตะลึงกับมัน และคนจีนก็ภูมิใจกับมัน ตอนนี้เวลาเปลี่ยนไปภายใต้การกัดเซาะของเวลา มีบางสิ่งที่หายากกว่าระเบิดปรมาณูปรากฏขึ้น ซึ่งก็คือเครื่องโฟโตลิโทกราฟีความยากในการผลิต

ทำไมภาพพิมพ์หินจึงเป็นเรื่องยากที่จะทำ ดังนั้นจนถึงขณะนี้มีเพียงสองประเทศในโลกเท่านั้นที่เชี่ยวชาญในเทคโนโลยีการผลิตภาพพิมพ์หินกระแสหลัก แล้วการพิมพ์หินคืออะไร สองประเทศใดเชี่ยวชาญเทคโนโลยีนี้ ทำไมในการทำภาพพิมพ์หินจึงยากนัก สิ่งประดิษฐ์ใหม่มีความพิเศษอย่างไร โครงสร้างโดยรวมของเครื่องพิมพ์หิน ประวัติการพัฒนาของเครื่องพิมพ์หิน

ด้วยความนิยมของอินเทอร์เน็ต มนุษย์ได้เข้าสู่ยุคข้อมูลที่แท้จริง แน่นอน อุตสาหกรรมหลักในยุคสารสนเทศคือไอที แล้วอะไรคือแกนหลักของไอที โดยพื้นฐานแล้วเป็นเทคโนโลยีการผลิตชิปวงจรสารกึ่งตัวนำรวม หรือที่เรียกว่าเทคโนโลยีไมโครอิเล็กทรอนิกส์ ผลิตภัณฑ์ไฮเทคของมนุษย์ชิป สิ่งที่สำคัญที่สุดในเทคโนโลยีนี้คือเทคโนโลยีการพิมพ์หินสามารถขยายกฎได้เนื่องจากความก้าวหน้า ทำให้มีประดับไฮเอนด์มากขึ้น

เมื่อเทียบกับชิปรุ่นก่อน ผมเชื่อว่าทุกคนมีความรู้สึกว่าในปัจจุบันไม่เพียงแต่มีประสิทธิภาพที่ดีขึ้นมากเท่านั้น แต่ยังมีขนาดที่เล็กลงความลึกลับของสิ่งนี้อยู่ที่เครื่องพิมพ์ลิโทกราฟี ไดอะแกรมแบบจำลองเครื่องโฟโตลิโทกราฟี มีความเข้ากันได้สูงกับวัสดุการผลิตและสามารถรองรับการกำหนดค่าทางเรขาคณิตโดยพลการของอุปกรณ์ในระดับนาโน ซึ่งจะเป็นการเพิ่มจำนวนทรานซิสเตอร์ที่รองรับในชิปขนาดเล็ก

สถิติแสดงให้เห็นว่าตั้งแต่ปี 1968 วงจรรวมเซมิคอนดักเตอร์ได้ย้ายจากห้องปฏิบัติการไปสู่การผลิตจำนวนมากในระดับอุตสาหกรรม ระดับการรวมระบบเพิ่มขึ้นประมาณ 10 พันล้านครั้ง เช่นเดียวกับความกว้างของเส้นการประมวลผลของกราฟิก ขนาดคุณลักษณะขั้นต่ำได้ลดลงเหลือประมาณ 1/10,000 ของต้นฉบับ

ไมโครชิปประกอบด้วยทรานซิสเตอร์หลายพันล้านตัว แน่นอน ในฐานะที่เป็นเทคโนโลยีขั้นสูงที่เทียบได้กับการผลิตระเบิดปรมาณู การพัฒนาภาพพิมพ์หินก็ประสบกับการสะสมในระยะยาวเช่นกัน สัมผัสผลิตภัณฑ์ 5 รุ่น รุ่นแรกคือการพิมพ์หินแบบสัมผัส หน้ากากสัมผัสโดยตรงกับช่างภาพ ทำให้ทั้งหน้ากากและวัสดุพิมพ์เสี่ยงต่อความเสียหาย รุ่นที่สองคือการพิมพ์หินระยะใกล้ แม้ว่าช่องว่างระหว่างหน้ากากและวัสดุพิมพ์จะทำให้รุ่นนี้มีอายุการใช้งานที่ยาวนาน แต่คุณภาพของภาพก็ลดลงเช่นกัน และความละเอียดลดลงอย่างมาก

ในยุคที่สาม โปรเจ็กเตอร์สแกนเพื่อพิมพ์ได้เห็นความก้าวหน้าที่สำคัญภายใต้เทคนิคนี้ แผนภูมิเปรียบเทียบเครื่องฉายภาพพิมพ์หินและกล้องสำหรับการฉายภาพแบบสเต็ปเปอร์ และการสแกนการพิมพ์หินรุ่นที่สี่ มาสก์และเวเฟอร์จะถูกย้ายพร้อมกันในระหว่างกระบวนการพิมพ์หิน ซึ่งเป็นการยกโหนดกระบวนการขั้นต่ำของชิปอีกครั้ง

เครื่องพิมพ์หิน EUV รุ่นที่ 5 เป็นเครื่องพิมพ์หินที่ทันสมัยที่สุดในประเทศต่างๆโหนดกระบวนการที่เล็กที่สุดจึงถูกผลักไปที่ขีดจำกัด ตามข้อมูลการพิมพ์หิน EUV ใช้แหล่งกำเนิดแสงพลาสมาเลเซอร์ที่มีความยาวคลื่น 13.5 นาโนเมตรเป็นแหล่งกำเนิดแสงสำหรับการพิมพ์หิน ความยาวคลื่นสูงถึง 1/14 ของ 193 นาโนเมตร ซึ่งเกือบถึงขีดจำกัดของฟิสิกส์ วัสดุศาสตร์ และการผลิตที่แม่นยำ และพัฒนาโหนดกระบวนการขั้นต่ำเป็น 7 นาโนเมตร

ต้นแบบของเครื่องพิมพ์หิน EUV เครื่องแรกของโลก เมื่อพูดถึงสิ่งนี้จะเห็นได้ว่าการพัฒนาเครื่องพิมพ์หินได้ท้าทายขีดจำกัด ของการเข้าใกล้โหนดกระบวนการที่เล็กที่สุดอย่างต่อเนื่อง ดังนั้น คุณคิดว่าสองประเทศใดที่สามารถมีความสามารถในการวิจัยและพัฒนาและเทคโนโลยีแกนหลักที่ยอดเยี่ยมได้

หลายคนอาจนึกถึงสหรัฐอเมริกาในทันที อย่างไรก็ตาม สหรัฐอเมริกามีความเชี่ยวชาญในเทคโนโลยีหลักในหลายสาขามาโดยตลอด แต่ในความเป็นจริงแล้ว 2 ประเทศที่เชี่ยวชาญด้านเทคโนโลยีการพิมพ์หินกระแสหลักคือเนเธอร์แลนด์และญี่ปุ่น แม้แต่เครื่องจักรพิมพ์หินในสหรัฐอเมริกาก็สามารถพึ่งพาการนำเข้าเท่านั้น

แผนภูมิแนวโน้มตลาดเครื่องพิมพ์หินทั่วโลก บริษัทแอสเมอร์ของเนเธอร์แลนด์ครองตลาดระดับไฮเอนด์ ในขณะที่นิคอนและแคนนอนของญี่ปุ่นครองตลาดระดับล่าง การสร้างภาพพิมพ์หินที่อนุญาตเพียงสองสิทธิ์นั้นยากเพียงใด ทำไมภาพพิมพ์หินจึงเป็นเรื่องยากที่จะทำ อันที่จริง เราสามารถใช้เครื่องพิมพ์หินรุ่น EUV 5 เป็นตัวอย่างเพื่อทำความเข้าใจสาเหตุที่เครื่องพิมพ์หินผลิตได้ยาก

ประการแรก น้ำหนักรวมของเครื่องพิมพ์หิน EUV นี้สูงถึง 180 ตัน และต้องใช้ตู้คอนเทนเนอร์หลายสิบตู้เพื่อขนส่ง แม้ว่าจะมีการขนส่งไปยังไซต์งาน แต่ก็ต้องใช้เวลารอการติดตั้งและทดสอบเดินเครื่องนานถึงหนึ่งปี จะเห็นได้ว่าภาพพิมพ์หินไม่ใช่สิ่งประดิษฐ์ที่ทุกคนจินตนาการไว้อย่างแน่นอน มันใหญ่และซับซ้อนมาก

การดีบั๊กของแต่ละองค์ประกอบมีความสำคัญ ทุกวันนี้ การผลิตภาพพิมพ์หินระดับไฮเอนด์ประสบปัญหาทางเทคนิคหลายประการ อย่างแรกคือการแก้ปัญหาแหล่งกำเนิดแสง เพื่อให้ได้โหนดกระบวนการที่มีรายละเอียดมากขึ้น เครื่องพิมพ์หินจะต้องวาดเครื่องพิมพ์หินให้เป็นเส้นที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กมาก และแหล่งกำเนิดแสงเริ่มต้นนี้มีความสำคัญเป็นพิเศษ

เครื่องพิมพ์หิน EUV ใช้รังสี UV เข้มข้นที่ 13.5 นาโนเมตร ซึ่งได้มาจากการสะท้อนรังสี UV คลื่นสั้นหลายครั้ง และวิธีการรับแสงนี้ไม่น้อยไปกว่าการตีลูกปิงปองซึ่งต้องตี 50,000 ครั้งต่อวินาที แผนภูมิขั้นตอนการทำงานของเครื่องพิมพ์หิน ประการที่สองคือการเคลื่อนไหวของโต๊ะทำงานที่มีความแม่นยำสูงเนื่องจากเพื่อให้ความร่วมมือกับการประมวลผลชิป โต๊ะทำงานจะต้องซิงโครไนซ์และแม่นยำเมื่อทำงาน

มิฉะนั้น แม้ว่าเทคโนโลยีการพิมพ์หินจะดี แต่จะสั้นลงเนื่องจากการเบี่ยงเบนเล็กน้อย นอกจากนี้ยังมีประเด็นเกี่ยวกับเทคโนโลยีขั้นสูง เช่น การใช้พลังงานและกระจก นี่คือกุญแจสำคัญในการผลิตเครื่องพิมพ์หินที่ราบรื่น แน่นอนว่าปัญหาทางเทคนิคสามารถนับได้ว่าไม่มีนัยสำคัญเท่านั้น เพราะทุกประเทศมีความกังวลอย่างมากเกี่ยวกับการผลิตภาพพิมพ์หิน

ดังนั้นปัญหาทางเทคนิคมากมายจะได้รับการแก้ไขด้วยการพัฒนาเทคโนโลยี ดังนั้นปัญหาที่ใหญ่ที่สุดก็คืออย่างที่เราพูดไป ภาพพิมพ์หินมีขนาดใหญ่และซับซ้อนมาก และชิ้นส่วนในนั้นมาจากประเทศและบริษัทต่างๆซึ่งถือได้ว่าเป็นรีมิกซ์ที่แท้จริง โครงสร้างภายในของภาพพิมพ์นั้นซับซ้อน เท่าที่เกี่ยวข้องกับเครื่องพิมพ์หิน EUV Asmer ของเนเธอร์แลนด์มีชิ้นส่วนมากกว่า 100,000 ชิ้นในเครื่องพิมพ์หินนี้ และ 90 เปอร์เซ็นต์ ของอุปกรณ์หลักมาจากประเทศอื่น

บริษัทรับผิดชอบเฉพาะกาลออกแบบเครื่องจักรทั้งหมดและการรวมโมดูลแต่ละโมดูลเท่านั้น จะเห็นได้ว่าการพึ่งพาเทคโนโลยีหลักเพียงอย่างเดียวนั้นไม่เพียงพอในการผลิตเครื่องพิมพ์หินเนื่องจากจำเป็นต้องนำเข้าชิ้นส่วนและส่วนประกอบจำนวนมาก ในกรณีนี้ การผลิตโดยอิสระจะต้องเป็นเรื่องยากมาก

ASML EUV การพิมพ์หิน พูดง่ายๆก็คือ ภาพพิมพ์หิน ถือได้ว่าเป็นผลงานการทำงานหนักของผู้มีความสามารถจากทั่วทุกมุมโลก และวัตถุดิบมาจากทั่วทุกมุมโลก แม้ว่าเนเธอร์แลนด์และญี่ปุ่นจะเป็นผู้นำในเรื่องนี้ แต่ยังไม่สามารถดำเนินการผลิตได้ นอกจากนี้ยังต้องการการจัดหาและการสนับสนุนจากห่วงโซ่อุตสาหกรรมต้นน้ำและปลายน้ำทั่วโลก

นอกจากนี้ ต้นทุนการวิจัยและพัฒนาที่สูงของเครื่องพิมพ์หินยังเป็นปัญหาใหญ่อีกด้วย โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกรณีของ R&D ในช่วงต้นซึ่งไม่สามารถผลิตจำนวนมากได้ ใช้เงินหลายร้อยล้านดอลลาร์และตกลงไปเหมือนก้อนหินในทะเล บางครั้งคุณไม่ได้ยินเสียง กริ่ง ความยากในการพัฒนาเครื่องพิมพ์หินนั้นเหนือจินตนาการ

ดังนั้นหลังจากชั่งน้ำหนักข้อดีข้อเสียแล้วหลายประเทศยังคงเลือกที่จะนำเข้าโดยตรง ท้ายที่สุดแล้วการพัฒนาและการผลิตก็เช่นกัน เราเอาแต่ใจตัวเองมากเกินไป อาจรอจนกว่าการสร้างภาพพิมพ์จะง่ายขึ้น ประเทศที่ไม่คุ้นเคยกับเทคโนโลยีหลักจะเลือกทำการวิจัยต่อไป เป็นมูลค่าการกล่าวขวัญว่าเนื่องจากเกมการเมืองระหว่างประเทศ เขตการผลิตชิปของจีนกำลังมีปัญหา

บทความที่น่าสนใจ : มนุษย์ การอธิบายว่ามนุษย์กำลังเห็นวิวัฒนาการของตนเองหรือไม่